Ultime tendenze 2.0: i troll sulla teoria della relatività.

I troll sono personaggi del nuovo millennio, nati con il web e i social network.  Secondo il dizionario Treccani, un troll è, cito testualmente:  "Nel gergo della Rete, chi interviene all'interno di una comunità virtuale in modo provocatorio, offensivo o insensato, al solo scopo di disturbare le normali interazioni tra gli utenti." Questi personaggi, nelle discussioni in rete, pullulano.

I troll sono, in pratica, quelli che, se cerchi di parlare seriamente di un argomento, intervengono scrivendo: "e allora la Boldrini? Che ha il cognato del suocero che è disoccupato e prende 4000 euro di stipendio?". Quelli che se poi provi a spiegargli che è una bufala, nel tempo che impieghi a scrivere due righe loro ti postano una dozzina di link tratti da "noncelodiconomaèverissimo.org".

Comunque, che coi social network dovessero nascere prima o poi anche queste nuove tipologie di esseri umani, era quasi scontato. Anzi, questa gente esisteva già. Nelle discussioni, a memoria d'uomo, c'è sempre stato il rompicoglioni, il disturbatore, quello che interviene a sproposito, e il web ha fatto solo da cassa di risonanza alle loro scemenze. Come diceva Umberto Eco, una volta restavano confinati tra le pareti del bar, adesso sono diventati "world wide".

La cosa che però veramente stupisce sono gli argomenti su cui intervengono i nuovo troll. Perché anche il troll è in evoluzione.

L'antesignano del troll, quello del bar, interveniva su argomenti di sport o di politica, e anche i primi troll del web in genere parlavano di questi argomenti, o al limite di problemi di impatto sociale, tipo immigrazione, pensioni, governi, e leggi varie. Vabbè, ci sta. Non c'è niente di strano, perché tutto sommato sono argomenti coi quali conviviamo, e quindi non stupisce che ci sia anche gente che, senza capirne niente, senza aver mai letto un giornale ma avendo solo parlato con l'amico che ha sentito da un amico che ha un cugino..., sparli a casaccio tanto per fare confusione, perché non approva le tesi sostenute nella discussione.

Perché il punto importante è questo: il troll è uno che dice cose senza né capo né coda per disturbare la discussione, ma la motivazione che lo spinge a fare questo è l'essere in disaccordo con quello che si dice sull'argomento. Fare casino è il suo modio di dissentire.

Col tempo, però, i troll si sono cimentati anche con argomenti scientifici o pseudo tali. E li già la cosa si fa più seria, perché discutere di vaccini o anche solo di scie degli aerei implica comunque avere un minimo di competenze di chimica, di fisica, o di medicina, se non si vuole fare la figura del pirla totale. Se ad esempio non ti ricordi se è la milza che sta a sinistra e il fegato a destra o il contrario, dovresti avere un minimo di pudore a sciorinare dati epidemiologici sulla difterite che hai letto, se va bene, sull'inserto salute di Burda taglie forti (che è comunque certamente più autorevole delle fonti tipiche del troll in campo medico).

Però, a guardar bene, anche in questo caso gli argomenti in cui il troll si cimenta sono pur sempre di interesse comune. Sono argomenti che toccano tutti. I vaccini, le cure per il cancro, o per la sciatica, non sono problemi che riguardano solo gli specialisti, ma in qualche modo coinvolgono qualunque cittadino, direttamente o indirettamente, e anche una scia di aereo è qualcosa che, bene o male, tutti hanno visto. E quindi non stupisce più di tanto che in una discussione arrivi uno che si sente coinvolto dall'argomento e, pur confondendo virus con batteri, spari a caso sui vaccini. Se è convinto che i vaccini facciano male, e che ci sia un complotto delle cause farmaceutiche ai danni della popolazione, è un comportamento che tutto sommato ti aspetti.

La cosa invece veramente stupefacente è la nuova tendenza del web 2.0: il troll in fisica moderna. Cioè il troll su una materia non solo iperspecialistica, ma che tocca anche argomenti che sono lontani anni luce dall'interesse e dal vissuto comune. Trollare sulla teoria della relatività, sulla struttura dello spazio-tempo, sulla teoria delle stringhe, oppure - altro argomento che scatena gli imparati della rete - la meccanica quantistica, l'entranglement e le funzioni d'onda, è il nuovo must del web.

Tutta roba che fino a qualche anno fa era nota solo agli specialisti. Roba che era considerata dal grande pubblico qualcosa di incomprensibile se non eri un genio. Adesso invece, in gruppi Facebook su argomenti scientifici anche molto specialistici (ad esempio il gruppo "Meccanica quantistica - gruppo serio"), ti ritrovi un'invasione di troll che straparla su ogni argomento.

Che ti viene da chiederti: okay, capisco che uno si incazzi sui vaccini perché crede che facciano male, e quindi si metta a cercare notizie su siti a caso, pur senza capirci nulla, e riporti notizie inventate da incompetenti come se fossero vere. Se è la rabbia a muoverlo, se è convinto che sotto ci sia un complotto per farci star male, capisco che ci possa essere gente che sbavi rabbiosa su un argomento del genere.

Ma sulla teoria della relatività? Cosa spinge un essere umano che non sa nulla di fisica, che di mestiere fa tutt'altro, a incazzarsi come una pantera schiumando rabbia perché secondo lui la teoria della relatività è sbagliata? Cosa gli cambierebbe se le trasformazioni di Lorentz non fossero giuste? Che sconvolgimento avrebbe la sua vita se gli orologi non rallentassero in presenza di un campo gravitazionale, o se l'etere invece esistesse? E per quale motivo la potentissima lobby degli scienziati avrebbe ordito questo complotto?

Questa io la trovo una cosa incredibile. Una volta esisteva il timore reverenziale di fronte a libri pieni zeppi di formule dall'aspetto incomprensibile. Una volta (sbagliando) si diceva: "ah, è un genio, studia fisica!". Una volta a nessuno sarebbe fregato niente della somma delle velocità o della contrazione delle lunghezze. Te la immagini una cena fra amici con uno che salta su e dice: "ragazzi, basta parlare di figa, discutiamo invece dell'esperimento di Michelson-Morley!"

Adesso invece corri il rischio che se ti alzi su una sedia in pizzeria e gridi: "io sono contrario al redshift gravitazionale!" trovi qualche sostenitore in sala. Adesso ti ritrovi gente che non saprebbe scrivere la formula della velocità dato lo spazio percorso e il tempo impiegato, che ti discute tranquillamente di orizzonte degli eventi, di contrazione spazio-temporale, di entanglement fra elettroni, dicendo frasi assolutamente a caso, e accusandoti di essere schiavo del potere che impone la teoria della relatività o la meccanica quantistica. Adesso sui forum a tema scientifico basta che qualcuno metta un post che solo menzioni la velocità della luce e ti ritrovi subito gente che comincia a sbavare come il cane di Pavlov, perché secondo loro la storia che la velocità della luce è una costante non ha senso.

E poi quello che più di tutte eccita il troll di fisica è la parola "tempo".

Basta che uno menzioni il concetto di tempo e vengono fuori dalle prese adsl orde di troll, che citando Tesla si scatenano con le teorie più astruse, demenziali, e prive di qualunque costrutto, facendo mescoloni inenarrabili di ricordi delle scuole superiori e letture di Focus. Se in una discussione salta fuori lo spazio-tempo, col trattino, il troll del web lo devi sedare col Penthotal per tenerlo buono.

La domanda di tendenza di questo autunno-inverno è se esiste il tempo, e la conclusione molto trendy, da abbinare alla vibrazione universale, è che il tempo non esiste. Senza nemmeno chiedersi se la domanda stessa abbia un significato scientifico (non ce l'ha!) e senza chiedersi innanzitutto cosa significhi, dal punto di vista scientifico, dire che una cosa "esiste", si scatenano discussioni incredibili su questo argomento.

Non so, forse sono ritardatari di natura, o sono dello staff di Trenitalia, e stanno cercando di trovare una giustificazione nella scienza a questo loro difetto congenito. Sta di fatto che, per il troll del web, dimostrare che il tempo non esiste è al momento un sogno ancor più che una notte di sesso con una pornostar.  La colpa, bisogna dirlo, è anche di Carlo Rovelli - che dio lo fulmini - che con la sua smania di flirtare con la filosofia de noantri scrive libri che la gente poi legge e crede di capire a fondo, sentendosi quindi  autorizzata a sparare cazzate a gogò.

E' incredibile, vero? Dalle litigate sui rigori non concessi si è passato alle discussioni incazzose sui vaccini, fino a insultarsi sul concetto di tempo! Ditemi poi se il web non ha cambiato il mondo! E' una cosa che nemmeno ai più geniali scrittori di fantascienza sarebbe mai venuta in mente.

Più veloce della luce? A volte accade...

Superare la velocità della luce. 

La velocità della luce è la velocità limite. Nessuna informazione può propagarsi più velocemente. E' una cosa che sappiamo dai libri di scuola, e che è supportata da un'infinità di prove sperimentali, nonostante certi non se ne facciano una ragione, e ogni tanto qualcuno affermi di aver trovato il modo di aggirare questa decisione della natura.

Tuttavia in certi casi è effettivamente possibile superare la velocità della luce.

Prima che ai Talebani della divulgazione scientifica venga un ictus, specifico subito che questo è possibile in quelle situazioni in cui la luce è obbligata ad andare più lenta che nel vuoto. Nel vuoto non la batte nessuno, e il famoso c (299 792 458 m/s) è effettivamente una velocità non raggiungibile da alcun corpo dotato di massa a riposo diversa da zero.

Però se non si è nel vuoto le cose cambiano. Se è costretta a propagarsi in un mezzo diverso dal vuoto, ad esempio attraverso un pezzo di vetro o nell'acqua, la luce è costretta ad interagire con gli atomi che compongono il mezzo in cui cerca di propagarsi. Il motivo è che i fotoni, che costituiscono un fascio di luce, sono particelle che "sentono" le cariche elettriche presenti nella materia, negli atomi e nelle molecole, e questa loro caratteristica li obbliga a prestare attenzione alla presenza degli atomi e delle molecole lungo il loro passaggio all'interno della materia.

Il risultato è che la propagazione di un raggio di luce all'interno di un materiale è in realtà un continuo susseguirsi di interazioni dei fotoni con gli atomi del materiale stesso. Interazioni in cui i fotoni vengono continuamente assorbiti e riemessi, diffusi e deviati. Tutto questo fa perdere loro tempo rispetto a quello che farebbero se fossero nel vuoto, senza atomi rompiscatole in giro.

Il risultato è quindi che la luce, quando attraversa un mezzo diverso dal vuoto, va un po' più piano rispetto al valore di c, la velocità della luce nel vuoto. Di quanto va più piano - a questo punto è facile intuirlo - dipende dalla densità e dalla composizione del mezzo.

Ad esempio nell'aria la luce va più lenta che nel vuoto solo dello 0.03%, veramente una sciocchezza. Però le cose cambiano in altri mezzi di propagazione più densi. Nell'acqua, ad esempio, la luce va il 30% più lenta che nel vuoto, mentre nel vetro la sua velocità diminuisce del 50-60%. Nel diamante è addirittura quasi 2 volte e mezzo più lenta. Il diamante, sebbene trasparente, è un potentissimo rallentatore della luce!

Questa capacità dei materiali di rallentare la propagazione della luce si definisce tramite l'indice di rifrazione. L'indice di rifrazione di un materiale è il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto rispetto alla velocità in quel materiale. 

L'indice di rifrazione può dipendere in generale anche dalla frequenza della luce stessa. Questo si traduce in un fenomeno che si chiama dispersione, cioè il fatto che un raggio di luce bianco (se consideriamo la luce visibile), nell'attraversare un mezzo, viene rifratto e si sparpaglia a seconda delle sue frequenze (i suoi colori), che viaggiano all'interno del materiale a velocità diverse. Il famoso prisma di The Dark Side of the Moon è il risultato di questa proprietà dell luce.

Tutto questo preambolo è per dire che in certe situazioni è quindi possibile rallentare la luce, mandandola attraverso un mezzo diverso dal vuoto. E in queste situazioni può accadere che una particella, nello stesso mezzo in cui la luce viaggia rallentata, possa muoversi a velocità superiori a quella della luce in quel mezzo.

Questo può accadere con particelle subatomiche di energie sufficientemente alte. In queste situazioni, all'interno di un mezzo diverso dal vuoto, queste particelle possono andare più veloce della luce in quel mezzo. 

Quando questo accade si verifica un fenomeno particolare, che si chiama effetto Cerenkov, in onore del fisico russo (sovietico) Pavel Alekseevic Cerenkov, premio Nobel nel 1958 per i suoi studi su questo fenomeno. 

In pratica una particella carica che si muove in un mezzo, mettiamo un elettrone in acqua, influenza con la sua carica elettrica gli atomi del mezzo, polarizzandoli lungo il suo passaggio, ovvero creando tanti piccoli momenti di dipolo.

Se la particella si muovesse più lentamente della luce in quel mezzo, il suo campo elettromagnetico (che si propaga alla velocità della luce) circonderebbe la particella stessa in tutte le direzioni, provocando oscillazioni dei dipoli elettrici indotti come se fossero delle molle oscillanti. Se invece la particella viaggia più veloce della luce nel mezzo, e quindi anche più veloce del campo elettromagnetico prodotto dalla particella stessa in moto, il suo campo raggiungerà gli atomi del materiale simultaneamente lungo un unico fronte d'onda, e i dipoli che si producono lungo tutto il percorso della particella si rilasseranno quindi tutti coerentemente, e la luce che emetteranno si sommerà in un fronte d'onda unico. Maggiori dettagli si possono trovare qui.

Il risultato è un fronte d'onda conico, del tutto simile a quello che si produce quando un aereo supera la velocità del suono nell'aria, che è il mezzo in cui si muove, sebbene nel caso dell'aereo la causa non è la polarizzazione del mezzo dovuta al campo elettromagnetico, ma la compressione dell'aria. Anche in quel caso, tuttavia, il fronte dell'aria compressa si traduce in un cono che si muove attorno all'aereo, e che assume la forma tipica come nella fotografia qua sotto.

L'onda d'urto a forma di cono prodotta da un aereo quando supera la velocità del suono.

L'apertura del cono di luce Cerenkov dipende della velocità della particella nel mezzo, e può essere utilizzato per determinarne il suo valore negli esperimenti di fisica delle particelle. Nella pratica i rivelatori Cerenkov sono da anni utilizzati per l'identificazione delle particelle negli esperimenti con gli acceleratori o con i raggi cosmici.

La luce Cerenkov può essere facilmente osservata in particolari condizioni. Ad esempio essa è emessa in abbondanza nell'acqua di raffreddamento dei reattori nucleari. Gli elettroni emessi dal materiale radioattivo del reattore, infatti, quando si trovano ad attraversare il contenitore di acqua, viaggiano più veloce della luce al suo interno. Il risultato è che il reattore brilla di luce azzurra prodotta dall'effetto Cerenkov, come nella foto qua sotto.

La luce Cerenkov prodotta dagli elettroni emessi da un reattore nucleare al loro passaggio nell'acqua di raffreddamento del reattore.

Anche le particelle dei raggi cosmici che provengono dallo spazio possono emettere luce Cerenkov quando attraversano l'atmosfera terrestre. Infatti, sebbene la luce in aria viaggi quasi alla velocità massima possibile (solo lo 0,02% in meno), certi raggi cosmici hanno un'energia così elevata da poter andare più veloci della luce nell'atmosfera. Non arriveranno mai alla velocità della luce nel vuoto, ma possono superare quella della luce nell'atmosfera. Il risultato è che quando interagiranno con i nuclei degli atomi che la compongono, daranno origine a particelle secondarie che a loro volta viaggeranno a velocità prossime a quelle della luce, e comunque superiore alla velocità della luce nell'atmosfera.

Il risultato anche in questo caso è un cono di luce Cerenkov emesso lungo la loro traiettoria. Questa luce può essere rivelata da appositi "telescopi Cerenkov", strumenti posti tipicamente in alta quota, dove l'aria è pulita e priva di smog, in luoghi lontani da luci estranee. Un esempio sono i due telescopi Cerenkov di 17 metri di diametro dell'esperimento MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cerenkov), localizzati all' isola di Las Palmas, alle isole Canarie, per lo studio dei raggi cosmici. Oppure, nel futuro, il progetto Cerenkov Telescope Array (fonte), un insieme di più di 100 telescopi Cerenkov sparsi per il mondo per studiare l'universo.

L'emblema del Medioevo 2.0

La recente vicenda che ha coinvolto l'esperimento Sox in preparazione ai Laboratori di fisica del Gran Sasso è l'emblema del Medioevo 2.0 che avanza.

Tutto origina dal programma televisivo Le Iene, che ha dedicato un servizio (vedi qui il servizio) sull'esperimento Sox, in preparazione da anni nei Laboratori Nazionali dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare del Gran Sasso, denunciando il fatto che l'esperimento avrebbe intenzione di effettuare una pericolosissima reazione nucleare all'interno dei laboratori. Tale reazione nucleare, secondo Le Iene, potrebbe provocare danni terribili nel caso in cui ci fossero infiltrazioni nelle acque distribuite alla popolazione, che vengono captate nella zona dei laboratori o comunque sotto la montagna (caso tutt'altro che ipotetico, secondo le Iene). Si parla di immani quantità di materiale radioattivo, e si paventa un rischio simile a quello di Chernobyl o Fukushima.

Si dice nel servizio che l'esperimento si stava svolgendo in segreto. Nella realtà aveva ottenuto già tutte le autorizzazioni da tutte le autorità pubbliche competenti: (fonte): una autorizzazione ministeriale con parere favorevole di Ministero della Salute, Ministero dell’Ambiente, Ministero del Lavoro, Ministero dell’Interno (Protezione Civile), Ministero dello Sviluppo Economico e di ISPRA, in coordinazione con le Prefetture dell’Aquila e di Teramo. Tutto segretissimo quindi!

Non voglio entrare nel merito di tutte le sciocchezze inanellate da Le Iene in quei 10 minuti. I dettagli su cosa sia l'esperimento Sox si possono trovare qui (una pagina segretissima sbadatamente messa in rete nel sito pubblico dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare molto prima del servizio tv) oppure in questa intervista a Marco Pallavicini, ricercatore responsabile dell'esperimento in questione, o infine in questo dettagliato comunicato stampa emesso dall'INFN in risposta al programma tv.

Ricordo solo che Le Iene non sono un programma di inchiesta giornalistica, ma mirano esclusivamente all'audience, scovando argomenti nazionalpopolari che smuovono le pance. Ricordo che le Iene sono talmente un programma di inchiesta e hanno talmente a cuore la corretta informazione che hanno dedicato una ventina di puntate al caso Stamina, santificando il suo promulgatore Davide Vannoni e proponendolo al pubblico come il difensore dei diritti dei malati, osteggiato dalla scienza, quando era chiaro a chiunque che Vannoni incarnava alla perfezione il ciarlatano tipo, avendone tutte, ma proprio tutte, le caratteristiche tipiche. Qualunque essere umano appena smaliziato e con un sano spirito critico se ne sarebbe accorto all'istante, ma Le Iene, con il loro coraggioso giornalismo di inchiesta, non ci hanno fatto caso, o hanno preferito non faci caso. Le iene sono quel programma che dopo aver glorificato Vannoni, quando questo poi è finito in carcere per truffa, si sono giustificate dicendo che la loro unica colpa era stata di appassionarsi ai casi di malattie gravi (fonte). Venti puntate, mica una.

Comunque, a seguito del servizio de Le Iene sull'esperimento Sox, nel giro di due giorni una mozione del M5S viene approvata all'unanimità dalla Regione Abruzzo (fonte). Nella mozione si chiede la sospensione immediata dell'esperimento Sox a causa dei gravi rischi per la salute e per la sicurezza che esso comporterebbe. Il consigliere del M5S Riccardo Mercante esulta e dichiara: "L’esperimento radioattivo deve essere immediatamente bloccato revocando qualunque tipo di autorizzazione data in precedenza." (fonte).

La senatrice Elena Fattori, sempre del M5S, si compiace del fatto, ammettendo candidamente allo stesso tempo di non sapere nulla dell'esperimento Sox (leggi qui). Della serie, non ci capisco niente ma essendo uno dei miei sicuramente ha fatto bene.

Qual è il problema in tutto questo? Il solito. Le decisioni, anche quelle importanti, si prendono a pelle. E passi che lo faccia un cittadino qualunque senza alcuna responsabilità pubblica (anche se ognuno di noi ha comunque una responsabilità verso gli altri), ma la cosa grave è quando questa attitudine diventa comune in chi ha il ruolo di decidere per la collettività.

Non c'è più bisogno di essere esperti, bastano un paio di parole chiave da spiattellare al grande pubblico. In questo caso ne basta una: nucleare. E' bastato paventare il termine nucleare e la ragione è stata subito messa in soffitta. Nessuno, da Le Iene ai consiglieri della regione Abruzzo a Elena fattori si è sentito in dovere di chiedere all'esperimento Sox come stavano veramente le cose. Nessuno di quelli che hanno decretato il blocco dell'esperimento si è preso la briga di contattare Marco Pallavicini, responsabile dell'esperimento, per saperne di più. E' bastato il servizio di un programma come Le Iene per sapere già dove stava la verità.

Se lo avessero fatto, invece, avrebbero scoperto questo.

E comunque, indipendentemente dalla decisione presa, è semplicemente vergognoso che un politico prenda le decisioni in questo modo, su argomenti sui quali è completamente incompetente.

Se si fossero informati avrebbero scoperto che non esiste alcun reattore nucleare nell'esperimento Sox, non c'è e non ci sarà mai nessuna reazione nucleare, e nessuna immane quantità di materiale radioattivo come Chernobyl o Fukushima, ma 40 grammi di polvere radioattiva rinchiusi in un contenitore stagno di acciaio internamente, e di 2 tonnellate di tungsteno all'esterno. Avrebbero scoperto che il solo paragonare Chernobyl e Fukushima all'esperimento Sox è completamente privo di senso. Avrebbero scoperto che solo un ignorante in materia può pensarlo. Avrebbero perfino scoperto che l'esperimento Sox si basa interamente su fatto che nulla fuoriesca dal contenitore esclusi i neutrini, particelle capaci di attraversare la terra senza intragire in alcun modo, e che continuamente ci attraversano proveniendo dal sole e dalle stelle.

Avrebbero scoperto anche che un reattore nucleare e una sorgente radioattiva sono due cose diverse. Avrebbero scoperto che la potenza dell'esperimento Sox è quella di un ferro da stiro, cioè mille Watt, contro le decine di milioni fino al miliardo di Watt di un reattore nucleare. Avrebbero scoperto che gli ospedali sono pieni di sorgenti radioattive. Avrebbero scoperto che quando si sta in sala d'attesa per una tac o una scintigrafia, nella stanza accanto ci sono importanti sorgenti radioattive. Avrebbero scoperto che un viaggio in aereo da qui a New York fa assorbire una quantità di radiazioni pari a quella che uno assorbirebbe passando un' intera giornata a Chernobyl oggi (fonte, fonte). Avrebbero scoperto che una vacanza alle terme, belli ricoperti di fanghi ci fa assorbire una dose di radioattività enormemente più alta di quella che si assumerebbe stando un mese seduti sopra la sorgente radioattiva di Cerio 144 chiusa nel suo contenitore di Tungsteno (ebbene sì, i fanghi termali in genere sono radioattivi!!!). Per non parlare di Orvieto e la zona circostante, che è tra le dieci città più radioattive al mondo (fonte) a causa del tufo e delle rocce della zona, con una radioattività che è decisamente più alta di quella che si ha oggi nella zona di Chernobyl. Scommetto che nessuno di loro si sognerebbe mai di andare a visitare Chernobyl, ma non si farebbero problemi ad andare a mangiare i pici a Sferracavallo.

Avrebbero scoperto poi che il Laboratorio del Gran Sasso è costruito sotto terra non per proteggere chi sta fuori dalle radiazioni che potrebbero uscirne, ma per proteggere gli esperimenti che stanno dentro dalle radiazioni che vengono da fuori! Avrebbero scoperto che gli esperimenti del Gran Sasso temono le radiazioni molto più dei consiglieri della regione Abruzzo, perché le radiazioni renderebbero impossibile effettuare gli esperimenti stessi. E' per questo che ci si va a infilare sottoterra: per stare alla larga dalle radiazioni (e forse anche dagli imbecilli).

Il nuovo Medioevo 2.0 è la convinzione che basti qualche click per diventare competenti su tutto in un attimo. Dai vaccini alla cura per la Sla o per il cancro, dall'autismo alla Xylella che uccide gli ulivi in Puglia, dagli Ogm alle coltivazioni di quinoa "che fa tanto bene" (ma lascia i campesinos Boliviani senza il loro cibo! - fonte e fonte), dai terremoti fino all'esperimento Sox, basta una trasmissione tv, un sito web qualunque, uno disk-jokey nazional popolare, un Celentano che fa proclami strappacuore, un sedicente scienziato che nella vita fa tutt'altro o qualcuno che su facebook ha tanti likes, per smuovere le masse e far prendere decisioni che in realtà sono prese assolutamente e completamente alla cazzo di cane. Per i consiglieri della Regione Abruzzo sono bastati 10 minuti di una trasmissione di intrattenimento televisivo per diventare esperti di radiazioni e decidere che un esperimento scientifico al quale lavorano da anni scienziati da tutto il mondo andava chiuso. Il nuovo Medioevo 2.0 è l'ignoranza che si trasforma in presunzione, che ti convince di saper decidere con competenza su cose sulle quali invece non sai nulla.

E volete un altro esempio emblematico di questo imbarbarimento culturale, di questo ottenebramento collettivo della ragione, di questa incapacità di distinguere il vero dalla panzana colossale, di questa presunzione che ti fa credere di capire al volo un esperimento di fisica sui neutrini quando nella vita di tutti i giorni una proporzione è un enigma irrisolvibile? Eccolo. Un articolo che potrebbe far sorridere, che potrebbe sembrare folklore, se non fosse un così chiaro indicatore della stupidità che dilaga. Sul tema attualissimo della siccità il quotidiano Il Tirreno chi ti intervista? Un geologo? Un esperto di falde acquifere? Macché! Il Tirreno intervista un rabdomante!  Un docente della "Libera università degli studi esoterici di Lecce", dice l'articolo. Che se avesse scritto "libera università de 'sto cazzo" il significato sarebbe stato identico.

P.S. Gli storici ci dicono che il Medioevo, quello vero, era un periodo molto più illuminato di quello che i luoghi comuni ci tramandano.

Leonardo e la rifrazione

Si parla in questi giorni della vendita all'asta di un capolavoro di Leonardo Da Vinci, il "Salvator Mundi", aggiudicato per la modica cifra di 450 milioni di dollari (400 di valore, più 50 milioni di spicci per le commissioni e le spesucce varie). Peccato averlo saputo in ritardo, perché sarebbe stato perfetto accanto alla natura morta con cocomero che ho vinto alla pesca di beneficenza alla fiera.

A parte la forte somiglianza con la Gioconda (se gli coprite il mento e la barba è uguale: che fosse il fratello?), la mia mente malata di fisico ha subito notato una cosa di quelle che da Leonardo proprio non me l'aspettavo: la sfera di vetro che il Cristo tiene in mano.

La sfera di vetro, infatti, mostra in trasparenza la mano e anche le pieghe del vestito, un po' sfumate. Embé?, direte voi! Il punto è che quello che c'è dietro la sfera Leonardo l'ha raffigurato come se la sfera fosse perfettamente trasparente. Magari un po' unta sditacciata (infatti quello che sta dietro è disegnato un po' sfuocato) ma il Maestro si è fermato lì.

E no, Maestro, no! Ma come! Tutte quelle osservazioni dettagliate sul corpo umano, quei disegni minuziosi, quegli studi sulle macchine, e poi mi casca così ingenuamente su una sfera di vetro? Maestro, la rifrazione!!!  Che avessero ragione Benigni e Troisi su "Non ci resta che piangere", quando cercavano di spiegarLe le cose e Lei non capiva? Come è potuto, proprio Lei, scivolare su una tale ingenuità?

Cosa succede, infatti, quando la luce proveniente da un dato oggetto, per raggiungere il nostro occhio deve passare attraverso una boccia di vetro? 

Il problema sorge dal fatto che la luce nel vetro va un po' più lentamente che nell'aria. Circa il 30% più piano. Quindi deve tenere presente questo suo handicap quando deve decidere il percorso da seguire per andare dalla sorgente al nostro occhio.

Infatti la caratteristica che esso deve avere è quella di avere il minor tempo di percorrenza fra tutti i possibili percorsi soggetto-boccia di vetro-occhio. 

Questo impone alla luce di scegliere un percorso che non può essere quello rettilineo, perché questo non sarebbe il percorso a tempo minore. Il comportamento dei raggi di luce è descritto magistralmente da Feynman in una delle sue lezioni, in cui fa l'esempio di un bagnino che sta sulla spiaggia e deve salvare una bagnante (Feynman, ignorando che 50 anni dopo sarebbe stato giudicato sessista, aveva scelto deliberatamente UNA bagnante!) che sta per affogare. Il bagnino deve scegliere quale tragitto compiere per arrivare a salvare la bagnante in mare nel minore tempo possibile. Siccome però il bagnino sa correre sulla sabbia molto più velocemente di quanto non sappia fare nell'acqua, sceglierà di percorrere un po' più strada sulla sabbia, e un po' meno nell'acqua, rispetto al semplice percorso rettilineo che unisce il punto di partenza con quello di arrivo. Il risultato sarà un percorso che ha un brusco cambio di direzione nel punto in cui si passa da un mezzo all'altro.

Perché la luce decida di percorrere il percorso a  tempo minimo (in realtà questa affermazione non è proprio rigorosa, lo dico per i puntigliosi mettendo le mani avanti, e a volte la luce può scegliere anche il tempo massimo...) è tutt'altro che semplice da spiegare. Ovviamente la luce non pensa, e non decide il percorso a priori. La luce va in tutte le direzioni, ma la sua natura ondulatoria fa sì che tutti i cammini che si discostano significativamente da quello più breve interferiscano distruttivamente tanto da "scomparire alla vista". Sempre il solito Feynman ce ne da una spiegazione nel link che avevo citato prima.

Nel caso della sfera tutto questo si traduce quindi in ciò che è raffigurato nella figura qua sotto. Il risultato è che l'immagine iniziale verrà vista rovesciata da chi guarda.

La rifrazione della luce attraverso una sfera di vetro implica che l'immagine verrà osservata rovesciata (vedi la descrizione).

Nel mondo reale ecco quindi come una sfera di vetro ci mostra ciò che c'è alle sue spalle, in questo caso alcuni grattacieli. Tutto appare a testa in giù.

E quindi, tornando al quadro di Leonardo, una corretta riproduzione della sfera avrebbe dovuto mostrare la mano del Cristo in alto e, soprattutto, il volto del Cristo a testa in giù.

Non sappiamo se Leonardo fosse consapevole di questo fatto. Io propendo per il sì, e penso che abbia deliberatamente deciso di glissare su questo aspetto perché a quell'epoca a disegnare un Cristo a testa in giù nella sfera in pochi avrebbero capito, e in tanti gli avrebbero invece fatto il mazzo, e il suo quadro non sarebbe piaciuto. E con questa ultima riflessione che non credo resterà negli annali della storia dell'arte, la chiudo quì, non prima però di chiedermi: ma questa cosa gli storici dell'arte l'avranno mai notata?

Retaggi aristotelici nel 2017

Leggo la notizia di un incidente sul lavoro, in cui un operaio è caduto da un ponteggio, ferendosi seriamente ma, fortunatamente, restando vivo.

La spiegazione che dà il giornalista circa il motivo per cui l'operaio si è salvato, è la seguente:

"Il quarantaduenne probabilmente si è salvato perché gran parte dell’impalcatura e dei rotoli di rete metallica, che dovevano essere montati sulla roccia nelle operazioni successive, erano più pesanti del suo corpo. E quindi, in quel salto di cinque metri, hanno raggiunto prima l’asfalto. L’uomo ci è caduto sopra, insomma, anche se - stando alle testimonianze dei colleghi - si è trovato addosso comunque qualcosa."

Probabilmente questa frase sarà sembrata ragionevole alla maggior parte dei lettori dell'articolo. Io, che ho questa tara di essere laureato in fisica e di fare il fisico per mestiere, ho avuto una reazione un po' diversa.

Povero Galileo, nonostante tutti quegli esperimenti coi pesi e i piani inclinati, non è riuscito a tramandare molto ai giornalisti del 2017! E anche l'esperimento condotto sulla superficie lunare da David Scott, astronauta dell'Apollo 15, evidentemente non se lo ricorda nessuno. Quello in cui lasciava cadere contemporaneamente una piuma e un martello e alla fine concludeva: "Galielo was correct!"

Il nostro Galileo Galilei, ormai più di 300 anni fa, ha infatti mostrato che i corpi cadono con la stessa accelerazione di gravità indipendentemente dal loro peso. Quindi se lasciamo cadere dalla stessa altezza due oggetti diversi, qualunque sia il loro peso, questi toccheranno terra allo stesso istante. E in assenza di attrito, quindi in assenza di aria, perfino una piuma e un martello cadono allo stesso modo toccando terra contemporaneamente, come chiaramente dimostrato dall'astronauta sulla superficie lunare dove, non essendoci atmosfera, non c'è alcuna resistenza alla caduta degli oggetti.

La cosa curiosa e interessante è che, a parte le piume, le foglie, i fogli di carta e tutti gli oggetti svolazzanti, che effettivamente sono fortemente rallentati dalla resistenza dell'aria, nell'esperienza quotidiana la stragrande maggioranza degli oggetti cade tutta allo stesso modo, indipendentemente dalla forma e dal peso. Una pallina da ping pong e un incudine, tanto per prendere due oggetti di peso molto diverso, se ci sfuggono di mano dalla stessa altezza toccano terra simultaneamente.

Provateci, per la gioia di quello del piano di sotto. Magari l'incudine non è un oggetto di uso frequente, ma un bicchiere di vetro lo è. E il modo in cui cade un bicchiere, la velocità che acquista quando ci sfugge di mano, non differisce nella pratica dalla velocità che acquista un cucchiaino, o un biscotto.

Tuttavia siamo generalmente convinti del contrario, tanto da scriverlo su un articolo di giornale per giustificare come mai uno sfortunato operaio a cui è crollato il ponteggio su cui stava, si è salvato. La spiegazione diventa quindi che il ponteggio, essendo più pesante, è caduto giù più veloce.

Questa convinzione è fortemente radicata in tutti noi (se non abbiamo studiato la fisica) perché intuitivamente ci sembra ragionevole. Una volta ho fatto questa domanda a una classe di bambini di una scuola elementare, e tutti mi hanno risposto che una pallina da ping pong, se lasciata cadere da un metro di altezza, cade certamente più lentamente di un pezzo di ferro. E si sono poi meravigliati che all'atto pratico, dopo aver provato essi stessi, non fosse vero. E se ne sono convinti dei bambini, che comunque a quell'età hanno subito ancora pochi condizionamenti, figuriamoci gli adulti.

Questa storia è interessante, perché ci insegna come sia facile credere fermamente in qualcosa, pensando che la nostra convinzione nasca dall'esperienza quotidiana, quando invece, alla prova dei fatti, non è vero. E' la prova di quanto sia facile ingannarci da soli, credendo di osservare cose che soddisfano le nostre convinzioni ma che, se opportunamente misurate, si rivelano completamente false (un altro interessante esempio è questo). In tutte le miriadi di volte in cui ci è sfuggito qualcosa di mano, infatti (se escludiamo le piume o i fogli di carta), tutto sempre cade allo stesso modo. Eppure crediamo di osservare il contrario. Si chiama "bias di conferma" e è un effetto ben noto agli scienziati, che per questo utilizzano tecniche specifiche per cautelarsene.

L'esperimento del foglio di carta è illuminante (i bambini ne erano rimasti affascinati). Tanto più lo appallottoliamo, tanto più cade veloce come un martello. Vuol dire che la resistenza dell'aria è solo un inghippo, un fastidio, che ci cela il vero comportamento indotto dalle leggi della natura. Un inghippo che gradualmente scompare quando rendiamo il foglio di carta, che ha sempre lo stesso peso, sempre più insensibile alla resistenza dell'aria.

E' stata questa la grandezza di Galileo, e è questa la grandezza dell'approccio scientifico, che ha permesso di fare il salto di qualità per permetterci di comprendere la natura, dopo millenni di tentativi a caso: il saper isolare gli elementi essenziali dei fenomeni naturali dal contorno, da tutto ciò che è il disturbo introdotto da situazioni contingenti, in questo caso specifico il contributo dell'aria, del vento, e della forma particolare dell'oggetto.

La scienza è innanzitutto un opera di sintesi basata su approssimazioni. La realtà è sempre molto più complicata delle singole leggi fisiche che si trovano sui libri. Quindi senza questa opera di astrazioni mentali saremmo ancora a brancolare nel buio, senza riuscire a comprendere nulla del funzionamento della natura, come per migliaia di anni avevano fatto gli uomini, pur appartenenti a civiltà e culture che hanno prodotto opere mirabili. E' questo un ingrediente fondamentale dell'approccio scientifico, che negli ultimi trecento anni ci ha permesso di capire il mondo molto più che in diecimila anni di storia umana precedente.

Nel caso specifico della caduta degli oggetti per effetto della forza di gravità, però, perché una piuma e un martello (o un operaio e un ponteggio di ferro, tanto per essere cinici) cadono allo stesso modo? In fin dei conti la forza di gravità - ci insegnano a scuola - è proporzionale alla massa degli oggetti, e la forza di gravità che agisce su una piuma è quindi molto minore di quella che agisce su un martello. E quindi perché cadono uguali? Non è un controsenso? Sarebbe come dire che se spingessi un carrello con poca o con molta forza, la sua accelerazione sarebbe sempre la stessa. Perché con i carrelli non è vero, mentre con una piuma e un martello sì?

Il problema è subdolo, e nasconde un aspetto tra i più intriganti della fisica moderna.

E' vero che la forza di gravità che agisce sulla piuma è minore di quella che agisce sul martello, perché la sua massa è minore. Ma avendo una massa minore anche la sua massa inerziale è minore. Ovvero la resistenza che oppone una piuma ad una forza è minore di quella che oppone un martello. Questo rende più facile accelerarla. Quindi la forza di gravità che sente la piuma è minore rispetto a quella che sente un martello, ma la sua accelerazione, che è inversamente proporzionale alla sua massa inerziale, è maggiore tanto da compensare perfettamente l'effetto. Il risultato è che piuma e martello cadono allo stesso modo.

Però l'aspetto subdolo e molto importante della questione è il seguente. La massa che entra nella forza di gravità è la caratteristica di un corpo a sentire il campo gravitazionale. La potremmo chiamare carica gravitazionale, per similitudine alla carica elettrica, che è la caratteristica che ha un corpo a sentire il campo elettrico.

La massa che invece entra nella seconda legge di Newton è la massa inerziale, ovvero la capacità di un corpo ad opporsi al tentativo di variare il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. La sua capacità di opporsi a una forza, quindi.

E il fatto che si chiamino entrambi masse, non significa che siano la stessa cosa, perché concettualmente non sono affatto la stessa cosa!

Però la natura ha deciso di renderle uguali, o meglio, proporzionali una all'altra. Tanto maggiore è la massa gravitazionale, tanto maggiore è quella inerziale. Sebbene concettualmente siano due cose diverse, due proprietà del tutto diverse, esse sono proporzionali.

Per fare un controesempio, la stessa cosa non succede con la carica elettrica. La carica elettrica è, analogamente alla massa gravitazionale, la quantità che permette a un corpo di sentire il campo elettrico, e tanto maggiore è la sua carica, tanto maggiore è la forza elettrica. Ma la carica elettrica non ha nulla a che vedere con la massa inerziale, cioè quella "m" della F=ma, e ne deriva che particelle con cariche elettriche diverse sentono accelerazioni diverse in presenza di un campo elettrico.

In un campo gravitazionale invece la proporzionalità fra massa gravitazionale e massa inerziale rende la caduta dei gravi uguale per tutti corpi, dalle piume ai ponteggi. Questa perfetta proporzionalità, per inciso, è alla base della Teoria della Relatività Generale di Einstein, una delle costruzioni mentali più stupefacenti mai prodotte dall'uomo, che recentemente ha avuto l'ennesima conferma sperimentale con la scoperta delle onde gravitazionali. Nella fisica le cose stupefacenti spesso che le abbiamo proprio sotto il naso.

Dieci secondi per Marcella Labelle Carradori

Questa mattina trovo un messaggio su Facebook, inviatomi da un utente sconosciuto e che non appartiene alle mie amicizie, che cita testualmente: 

"Dì a tutti i contatti della tua lista di Messenger di non accettare la richiesta di amicizia di Marcella Labelle Carradori. È un hacker e ha collegato il sistema al tuo account di Facebook. Se uno dei tuoi contatti lo accetta, verrai attaccato anche tu, quindi assicurati che tutti i tuoi amici lo conoscano. Inoltralo come ricevuto. Tieni premuto il dito sul messaggio. In basso al centro si presenterà l'icona di "inoltra". Clicca sopra e si presenterà  la lista dei tuoi contatti. Clicca sul nome, invia. Grazie"

Facebook mi specifica anche che l'autore del messaggio, chiamiamolo XXX YYY, "ha usato il tuo numero di telefono per raggiungerti".

Sul momento resto perplesso. Controllo chi sia XXX YYY e è un utente qualunque, che non conosco. Non abita troppo distante da me ma potrebbe essere un caso. Nessun suo amico in comune coi miei, e nemmeno nessuno dei suoi amici ha amicizie in comune con le mie.

Il messaggio però ha la struttura e il linguaggio tipici della bufala che si diffonde in rete tramite catena di Sant'Antonio. Come la storia dei segni sul citofono che sarebbero lasciati dagli zingari, e che servirebbero ad altri zingari per sapere se vale la pena andare a rubare a casa tua o sei solo un coglione qualunque (la seconda, se ci credi e diffondi la notizia).

Quindi  perdo 10-secondi-dieci del mio preziosissimo tempo per andare su Google e digitare tre-parole-tre: "Marcella Labelle Carradori".

Il risultato è una lista di pagine che, come supponevo, certificano che si tratta di una bufala che gira da tempo, a volte cambiando il nome del temibile contatto che richiederebbe l'amicizia per hackerarti tutto. Stavolta hanno scelto una donna, essendoci le quote rosa anche in questo.

Dieci secondi.  Allora mi chiedo: quanto tempo ci avrà impiegato lo sconosciuto che mi ha inoltrato il messaggio, gesto fatto certamente in buona fede, per "usare il mio numero di telefono per raggiungermi" (non ho la minima idea di come si faccia né mi interessa saperlo)? Quanto tempo ci avrà perso? E suppongo che non sia solo io, che per lui sono uno sconosciuto, il prescelto ad essere informato di un così terribile evento che incomberebbe sulla mia testa. Lo avrà fatto anche con altri. Quanto tempo ci hai perso, XXX YYY, per fare tutto questo?

Ora, XXX YYY, io so che tu sguazzi su internet. Per imbatterti in questi messaggi, riceverli, inoltrarli e sapere come fare a spargerli in giro per il mondo, devi avere una certa frequentazione della rete che ti ha permesso di raggiungere dimestichezza sufficiente. Devi, insomma, passare un sacco di tempo davanti al computer o al cellulare, sui social network.

Io sono certo che tu sarai stato veramente preoccupato che la signora o signorina Labelle Corradori avrebbe potuto entrare nel mio pc e hackerarmi tutto. Ti ringrazio per la premura. E certamente avrai pensato di fare un'azione meritoria avvertendo il mondo di questo terribile pericolo incombente, magari credendo di aver dato il tuo piccolo contributo nell'evitare una pandemia informatica planetaria.

Però, XXX YYY, possibile che in tutto questo tempo non hai ancora capito che in rete esistono tonnellate di bufale? E certo, la rete ne permette una loro facile diffusione, ma possibile che non hai ancora capito che proprio grazie alla rete ci vogliono 10 secondi per smascherarle?  Cosa cazzo hai imparato dalla tua frequentazione della rete, in tutti questi dopocena che certamente passi sui social network, se non ti sei mai accorto di quanto sia facile controllare una notizia? Di quanto sia facile smentirla, se lo si vuole fare?

Alla faccia dei nativi digitali!

Arriva il nuovo chilogrammo: i falsomagri sperano in Planck

Quanto pesa un chilo? Sembra una domanda stupida, vero? Ma come si fa a dire che un chilo è un chilo? E il metro? E il secondo? Proviamo a immaginare che problema sarebbe se ad un certo punto si perdesse il riferimento di queste grandezze di uso comune.